分享

汽车研发:汽车主动安全系统攻略!

 yeshuheng 2017-12-26


说到“安全”

调皮的杜杜每天都要提醒大家注意安全

还告诉大家:

怎么用最安全

怎么做最安全

当然了

无论做什么

安全都必须第一



今天

漫谈君就和大家一起来看看

汽车主动安全系统攻略


汽车安全系统主要分为三个方面:主动安全系统、被动安全系统和网络安全。简单说,主动安全侧重于监测到事故发生或者车辆失控的可能性,从而通过一系列介入车辆操控的手段去避免它。尽量自如的操纵控制汽车的安全系统措施。无论是直线上的制动与加速还是左右打方向都应该尽量平稳,不至于偏离既定的行进路线,而且不影响司机的视野与舒适性。被动安全侧重于在遇到事故时尽可能地减少车内乘客受到的伤害,例如安全气囊、笼式车身就是典型的被动安全的范畴。由于汽车联网在给你带来方便的同时也带来了不少风险,网络安全概念也油然而生。网络安全越来越受到各大车企的重视,也是车联网研究的重中之重。





主动系统

为预防汽车发生事故,避免人员受到伤害而采取的安全设计,称为主动安全设计,如ABS、AWS、EBD、ESC、LCA、SAS、TCS、VSA、EDL等都是主动安全设计。它们的特点是提高汽车的行驶稳定性,尽力防止车祸发生。





ABS

ABS中文名称汽车防抱死系统

1、ABS概念

ABS是Anti-lock Braking System缩写。这个可以说是众多主动安全系统里最基本的一个了,如今市面上大部分的车型都已经普及。它通过传感器侦测到的各车轮的转速,由计算机计算出当时的车轮滑移率,由此了解车轮是否已抱死,再命令执行机构调整制动压力,使车轮处于理想的制动状态(快抱死但未完全抱死)。对ABS功能的正确认识:能在紧急刹车状况下,保持车辆不被抱死而失控,维持转向能力,避开障碍物。在一般状况下,它并不能缩短刹车距离

汽车有无ABS示意图


在遇到紧急刹车时,汽车安全经常需要汽车立刻停下来,但大力刹车容易发生车轮锁死的状况——如前轮锁死引起汽车失去转弯能力,后轮锁死容易发生甩尾事故等等。安装ABS就是为解决刹车时车轮锁死的问题,从而提高刹车时汽车的稳定性及较差路面条件下的汽车制动性能。


2、ABS组成


3、ABS工作过程

ABS工作循环简单来讲可分解为三个阶段:保压、降压、升压;如下图所示。




AWS

AWS中文名字叫事故预防警示系统

1、AWS概念

AWS是Advance Warning System缩写。是一个意外事故预防缓和的驾驶辅助系统,在危险发生前给驾驶员提供及时的声音和视觉报警。国内外在防止车道偏离和保持安全车距两个方面都开展了相当多有益的探索,在雷达、激光、超声波、红外线、机器视觉等传感器技术方面都取得了一些突破。经过长期大量的研究实践,人们逐步认识到采用单目视觉技术,仅使用一台摄像机,即能在一定程度上实现对前方道路环境、车辆探测及车距监测的功能。车元素研究显示,若在公路交通事故发生前的1.5s给驾驶员发出预警,则可避免90%的这类事故。因此,通过在汽车上安装汽车碰撞预警系统,利用技术手段分析车道、周围车辆的状况等驾驶环境信息,一旦当驾驶员发生疲劳及精神分散、汽车出现无意识的车道偏离及汽车间车距过近。存在追尾可能时。能够及时给予驾驶主动预警,是减少公路交通事故行之有效的技术措施。


事故预防警示系统示意图


2、AWS组成



3、AWS主要功能

A、行人防撞警示(PCW),包括自行车识别

含有自行车识别的行人防撞警示可在进入车道的行人或骑自行车者与车辆的距离接近危险时警示驾驶员。在白天,通过视听警告提醒驾驶员警惕即将发生的与行人或骑自行车者的碰撞。71% 的行人事故发生在城市地区(市区),AWS在可能的碰撞发生前 2 秒发出警告,使驾驶员有足够时间作出反应。



B、前碰撞预警(FCW),包括摩托车识别

含有摩托车识别的前方防撞警示能够在与前方车辆发生预期碰撞之前的2.7秒警示驾驶员。提醒驾驶员警惕即将发生的与前方车辆或摩托车的追尾碰撞。Mobileye C2-270能够根据两车之间的距离和相对速度计算出碰撞时间。研究表明,提前 1.5 秒警告可以避免近 90% 的追尾事故。FCW能够在碰撞发生之前的2.7秒警示驾驶员,使其有足够时间作出反应。



C、车道偏离警告(LDW)

车道偏离警告能够预见驾驶员无意偏离行车道的情况,并发出定向警报。在无意偏离行车道时,即可能导致驶出路外事故、翻车等的情况下,通过视听警告提醒驾驶员提起注意。该系统能够根据两边车轮和车道标准线的距离进行测量。对车队的研究表明,使用带显示屏的 LDW 系统可以降低 65% 的车道偏离相关撞车事故。



D、车距监测与预警(HMW)

车距监测能够协助驾驶员保持安全的驾驶距离,并在行车间距变得危险的情况下发出警报。许多驾驶员都会高估与前方车辆的行车间距,而没有意识到有效间距会随着他们速度的提高而降低,从而使他们没有足够时间作出反应。车距警告功能在车距严重缩短的情况下提供视/听警示。Mobileye C2-270 的距离保持系统可以提高驾驶安全,不同研究表明,使用该功能后可以将追尾事故减少 57%。





EBD

EBD中文名字叫电子制动力分配

1、EBD概念

EBD,英文全称为Electronic Brake force Distribution,电子制动力分配。ABS必须在踩下刹车至车轮抱死时才发挥作用,而EBD可以在踩下制动踏板后、在ABS起作用之前通过调节后轮制动力达到良好的制动效果,以减少不必要的ABS动作,或在ABS因特殊的故障状态而失效时防止车轮抱死,增大了保护范围。


有无ABS+EBD示意图


EBD能够在汽车制动时自动调节前、后轴的制动力分配比例,并配合ABS提高制动稳定性。汽车在制动时,四只轮胎与地面的摩擦力不一样,容易造成打滑、倾斜和车辆侧翻事故。EBD用高速计算机分别对四只轮胎附着的不同地面进行感应与计算,根据不同的情况用不同的方式和力量制动,并不断调整,保证车辆的平稳、安全。


2、EBD工作原理

EBD工作是在汽车制动时根据车轮载荷的变化自动调节各车轮间制动力,保证较高的车轮附着力,提高制动稳定性。


EBD工作原理图




ESC

ESC中文名字叫电子稳定程序控制系统

1、ESC概念

ESC即Electronic Stability Control电子稳定程序控制系统。ESC很多品牌都有,只是各个厂家交法不同,比如大众称为ESP、本田称为VSA、丰田称为VSC。举个简单的例子比如,转向快速向左,结果转向不足,这时候ESC就会制动左后轮,让车辆按照你的预期变换方向。如果你是转向过度,ESC就会制动右前轮,让你的车纠正姿势,所以如果你的车上有这按钮,千万不要关掉。


有无ESC示意图


2、ESC组成


3、ESC工作原理及控制





LCA

LCA中文名字变道辅助系统

1、LCA概念

LCA( lane change assist),又称变道辅助系统,最先商用在奥迪Q7上面;因为汽车C柱有一个视野盲区,所以我们车辆在变道的时候就容易产生危险,LCA就采用24Ghz雷达传感器检测后面盲区接近的车辆,并通过前方后视镜旁的指示灯报警提示。


变道辅助系统示意图


2、工作原理



1)速度超过20km/h时,系统实时监测侧后方的来车,当检测到侧后方有来车时,系统能通过外后视镜里面集成的LED灯亮起,提示驾驶人员注意侧后方的来车。系统识别固定不动的车道栏杆、隧道墙壁等,避免误报。



2)如果此时驾驶员打开转向灯准备向此侧变道时,指示灯会闪烁,同时系统会发出报警声,以警示驾驶人员,避免侧撞。





SCS

SAS,即safety assistance system。SAS一般由雷达系统、语音系统、电磁系统组成。SAS作用概括来讲主要包含以下三点:

1)当同向车距低于设定限值时,启动前车刹车灯,并同时启动后车语音报警系统,提醒保持车距;

2)当两车异向(超车时会对面来车)行驶,当车距低于设定限值时,启动两车大灯闪光,并同时启动语音系统,提醒驾驶员;

3)当两车异向行驶,即将相撞时,当车距低压警戒值时,启动电磁系统,使两车在即将碰撞之前,产生一个和行驶方向相反的阻力,该阻力足以大大减轻甚至抵消两车相撞时的冲击力。从而达到保护人及车辆安全的目的。





TCS

TCS中文名名字牵引力控制系统

1、TCS概念

TCS是Traction Control System即牵引力控制系统,又称循迹控制系统,也有不同厂家叫其ASR(Acceleration Slip Regulation)。汽车在光滑路面制动时,车轮会打滑,甚至使方向失控。同样,汽车在起步或急加速时,驱动轮也有可能打滑,在冰雪等光滑路面上还会使方向失控而出危险。而装了TCS,此时电脑会检测处驱动轮和非驱动轮之间的转速差距过大,会通过减少喷油等方式限制动力输出,车辆自然就会平稳提速。

2、TCS工作原理

装备TCS的汽车在加速时自动地控制驱动力,以便使轮胎的滑动量处于合理的范围之内,从而保持汽车行驶的稳定性。这和防抱死制动系统的作用大同小异,防抱死制动系统的作用是防止轮胎抱死,提高汽车制动时的行驶稳定性。





VSA

VSA中文名称车辆稳定性控制系统

1、VSA概念

VSC(Vehicle Stability Control)车辆稳定性控制系统,是具有世界先进水平的提高车辆稳定性和行驶安全性的控制系统。该系统除具有传统的制动防抱死(ABS)功能和牵引力控制(TCS)功能外,还具有防滑控制(Skid Control)功能。


车辆稳定性控制系统示意图


在车辆被判断为转向不足或转向过度时,通过计算,使车辆产生反方向的转矩,从而抑制转向不足或转向过度,保证了车辆在直行、转向以及制动等各种行驶状态下的稳定性。特别在遇到紧急情况突然转向、通过湿滑路面等情况下,能够最大程度地确保车辆的行驶安全。


2、VSA工作原理

汽车在转弯行驶时,如果前轮首先达到附着极限,则会引起“漂出”现象,此时驾驶员怎样打转向盘也不能减小转弯半径,从而难以循踪行驶,出现转向失灵,称为转向不足。如果后轮首先达到附着极限,就会出现“甩尾”现象,汽车本身会变得不稳定,汽车被快速拉向转向一侧,称为转向过度。车身稳定控制系统的作用是在转向不足导致车辆向外侧滑移,或车辆转向过度导致车辆横越道路中心线,甚至在原地自转时,利用电脑控制发动机动力输出,改变任一个或两个车轮制动力,使车辆产生相应的回转力矩,以消除转向不足或转向过度的现象,提高行车动态稳定性。ABS系统在制动时保证车辆的稳定性,TCS系统在起步加速时保持车辆的稳定性,VSC系统在转弯时保持车辆的稳定性。


3、VSA特点


A、实时监控

VSC系统能够实时监控驾驶者的操控动作(转向、制动和油门等)、路面信息、汽车运动状态,并不断向发动机和制动系统发出指令。

B、车身稳定控制系统主动干预

ABS等安全技术主要是对驾驶者的动作起干预作用,但不能调控发动机。VSC系统则可以通过主动调控发动机节气门,以调整发动机的转速,并调整每个轮子的驱动力和制动力,来修正汽车的过度转向和转向不足。

C、车身稳定控制系统事先提醒

当驾驶者操作不当或路面异常时,VSC系统会用警告灯警示驾驶者。




EDL

EDL(Electronic Different Lock)

中文名字电子差速锁

1、EDL概念

汽车加速过程中,当电子控制单元根据轮速信号判断出某一侧驱动轮打滑时,EDL就自动开始工作,通过液压控制单元对该车轮进行适当强度的制动,从而提高另一侧驱动轮的附着利用率,提高车辆的通过能力。当车辆的行驶状况恢复正常后,电子差速锁即停止工作。同普通车辆相比,带有EDL的车辆可以更好地利用地面附着力,来提高车辆的运行性。



2、EDL分类

根据锁止位置不同,它分成中央差速锁、前后轴锁止,根据操作方式分为机械差速锁、电子差速锁。


3、EDL工作原理

EDL的工作原理比较容易理解。因为差速器允许传动轴两侧的车轮以不同的转速转动,并倾向于将动力分配到阻力更小的一侧,如果传动轴某一侧的车轮打滑或者悬空时,由于阻力很小它将从差速器吸收到几乎全部动力,形成车轮一侧空转另一侧静止的局面,造成功率损失。当EDL电子差速锁通过ABS 系统的传感器,自动探测到由于车轮打滑或悬空而产生的两侧车轮转速不同的现象时,就会通过ABS系统对打滑车轮进行制动,这样差速器会将驱动力传递给非打滑侧的车轮,从而避免牵引力的损失。当车辆的行驶状况恢复正常后,电子差速锁即停止作用。

一般情况下EDS电子差速锁有速度限制,只能在车速低于40公里/小时启动,例如当时速低于40公里通过湿滑路面时,EDS也可锁死打滑车轮,提高行车安全。其工作过程可分为如下3个步骤:



随着汽车保有量的提升,每年的交通安全事故发生量也在持续的提高。汽车的主动安全技术的作用也将会显得越发的突出,汽车驾驶员对汽车安全性能的要求不断提高,对汽车主动安全技术的要求持续扩大,在这样的情况下,未来对汽车主动安全关键技术的研究具有重大的现实意义。



    本站是提供个人知识管理的网络存储空间,所有内容均由用户发布,不代表本站观点。请注意甄别内容中的联系方式、诱导购买等信息,谨防诈骗。如发现有害或侵权内容,请点击一键举报。
    转藏 分享 献花(0

    0条评论

    发表

    请遵守用户 评论公约

    类似文章 更多